I nj?jti sistem mund t? jet? n? gjendje t? ndryshme. ?do gjendje e sistemit karakterizohet nga nj? grup i caktuar vlerash t? parametrave termodinamik?. Parametrat termodinamik? p?rfshijn? temperatur?n, presionin, densitetin, p?rqendrimin, etj. Nj? ndryshim n? t? pakt?n nj? paramet?r termodinamik ?on n? nj? ndryshim n? gjendjen e sistemit n? t?r?si. N?se parametrat termodinamik? jan? konstant? n? t? gjitha pikat e sistemit (v?llimi), gjendja termodinamike e sistemit quhet ekuilibri.

T? dalloj? homogjene Dhe heterogjene sistemeve. Sistemet homogjene p?rb?hen nga nj? faz?, sistemet heterogjene p?rb?hen nga dy ose m? shum? faza. Faza - Kjo ?sht? nj? pjes? e sistemit, homogjene n? t? gjitha pikat n? p?rb?rje dhe veti dhe e ndar? nga pjes?t e tjera t? sistemit nga nj? nd?rfaqe. Nj? shembull i nj? sistemi homogjen ?sht? nj? zgjidhje ujore. Por n?se tret?sira ?sht? e ngopur dhe ka kristale kripe n? fund t? en?s, at?her? sistemi n? shqyrtim ?sht? heterogjen (ekziston nj? kufi fazor). Nj? shembull tjet?r i nj? sistemi homogjen ?sht? uji i thjesht?, por uji me akull q? noton n? t? ?sht? nj? sistem heterogjen.

P?r t? p?rshkruar n? m?nyr? sasiore sjelljen e nj? sistemi termodinamik, paraqitet parametrat e statusit - sasi q? p?rcaktojn? n? m?nyr? unike gjendjen e sistemit n? nj? moment t? caktuar kohor. Parametrat e gjendjes mund t? gjenden vet?m n? baz? t? p?rvoj?s. Qasja termodinamike k?rkon q? ato t? mund t? maten n? m?nyr? empirike duke p?rdorur instrumente makroskopike. Numri i parametrave ?sht? i madh, por jo t? gjith? jan? t? r?nd?sish?m p?r termodinamik?n. N? rastin m? t? thjesht?, ?do sistem termodinamik duhet t? ket? kat?r parametra makroskopik?: mas?n M, v?llimi V, presion fq dhe temperatura T. Tre t? parat jan? t? p?rcaktuara mjaft thjesht dhe jan? t? njohura nga kursi i fizik?s.

N? shekujt 17-19, u formuluan ligjet eksperimentale t? gazeve ideale. Le t'i kujtojm? ato shkurtimisht. Izoproceset ideale t? gazit – proceset n? t? cilat nj?ri prej parametrave mbetet i pandryshuar. 1. Procesi izokorik . ligji i Charles. V = konst. Procesi izokorik quhet nj? proces q? ndodh kur v?llim konstant V. Sjellja e gazit n? k?t? proces izokorik bindet Ligji i Charles : N? nj? v?llim konstant dhe vlera konstante t? mas?s s? gazit dhe mas?s molare t? tij, raporti i presionit t? gazit me temperatur?n e tij absolute mbetet konstant: P/T= konst. Grafiku i nj? procesi izokorik n? PV-thirret diagrami izokore . ?sht? e dobishme t? dihet grafiku i nj? procesi izokorik n? RT- Dhe VT-diagramet (Fig. 1.6). Ekuacioni izokor: ku P 0 ?sht? presioni n? 0 °C, a ?sht? koeficienti i temperatur?s s? presionit t? gazit i barabart? me 1/273 deg -1. Nj? grafik i nj? var?sie t? till? nga Рt-diagrami ka form?n e paraqitur n? figur?n 1.7. Oriz. 1.7 2. Procesi izobarik. Ligji i Gay-Lussac. R= konst. Nj? proces izobarik ?sht? nj? proces q? ndodh n? presion konstant P . Sjellja e nj? gazi gjat? nj? procesi izobarik bindet Ligji i Gay-Lussac : N? presion konstant dhe vlera konstante t? mas?s s? gazit dhe mas?s molare t? tij, raporti i v?llimit t? gazit me temperatur?n e tij absolute mbetet konstant: V/T= konst. Grafiku i nj? procesi izobarik n? VT-thirret diagrami izobar . ?sht? e dobishme t? njihen grafik?t e procesit izobarik n? PV- Dhe RT-diagramet (Fig. 1.8). Oriz. 1.8 Ekuacioni i izobarit: ku a =1/273 deg -1 - koeficienti i temperatur?s s? zgjerimit v?llimor. Nj? grafik i nj? var?sie t? till? nga Vt diagrami ka form?n e paraqitur n? figur?n 1.9. Oriz. 1.9 3. Procesi izotermik. Ligji Boyle-Mariotte. T= konst. Izotermike procesi ?sht? nj? proces q? ndodh kur temperatur? konstante T. Sjellja e nj? gazi ideal gjat? nj? procesi izotermik bindet Ligji Boyle-Mariotte: N? nj? temperatur? konstante dhe vlera konstante t? mas?s s? gazit dhe mas?s molare t? tij, produkti i v?llimit t? gazit dhe presionit t? tij mbetet konstant: PV= konst. Grafiku i nj? procesi izotermik n? PV-thirret diagrami izotermike . ?sht? e dobishme t? njihen grafik?t e nj? procesi izotermik n? VT- Dhe RT-diagramet (Fig. 1.10). Oriz. 1.10 Ekuacioni i izotermis?: (1.4.5) 4. Procesi adiabatik (isentropik): Nj? proces adiabatik ?sht? nj? proces termodinamik q? ndodh pa shk?mbim nxeht?sie me mjedisin. 5. Procesi politropik. Nj? proces n? t? cilin kapaciteti termik i nj? gazi mbetet konstant. Procesi politropik ?sht? nj? rast i p?rgjithsh?m i t? gjitha proceseve t? listuara m? sip?r. 6. Ligji i Avogadros. N? t? nj?jtat presione dhe t? nj?jtat temperatura, v?llime t? barabarta t? gazeve t? ndryshme ideale p?rmbajn? t? nj?jtin num?r molekulash. Nj? mol substancash t? ndryshme p?rmban N A=6,02·10 23 molekulat (numri i Avogadros). 7. Ligji i Daltonit. Presioni i nj? p?rzierjeje gazesh ideale ?sht? i barabart? me shum?n e presioneve t? pjesshme P t? gazrave t? p?rfshir? n? t?: 8. Ligji i Bashkuar i Gazit (Ligji i Klapeyronit). N? p?rputhje me ligjet Boyle-Mariotte (1.4.5) dhe Gay-Lussac (1.4.3), mund t? konkludojm? se p?r nj? mas? t? caktuar gazi

p?rzierjet e gazit. Si shembull, mund t? p?rmendim produktet e djegies s? karburantit n? motor?t me djegie t? brendshme, furrat e furrave dhe kaldajave me avull, ajrin e lag?sht n? instalimet e tharjes, etj.

Ligji baz? q? p?rcakton sjelljen e nj? p?rzierjeje gazi ?sht? ligji i Daltonit: presioni total i nj? p?rzierjeje t? gazeve ideale ?sht? i barabart? me shum?n e presioneve t? pjesshme t? t? gjith? p?rb?r?sve t? tij:

Presion i pjessh?m pi- presioni q? do t? kishte gazi n?se i vet?m n? t? nj?jt?n temperatur? do t? zinte t? gjith? v?llimin e p?rzierjes.

Metodat p?r p?rcaktimin e nj? p?rzierjeje. P?rb?rja e p?rzierjes s? gazit mund t? specifikohet me mas?, v?llim ose fraksione mole.

Pjesa masive quhet raporti i mas?s s? nj? komponenti individual Mi, n? mas?n e p?rzierjes M:

?sht? e qart? se.

Fraksionet masive shpesh specifikohen si p?rqindje. P?r shembull, p?r ajrin e that?; .

Volumetrike fraksioni ?sht? raporti i v?llimit t? reduktuar t? gazit V me v?llimin e p?rgjithsh?m t? p?rzierjes V: .

E dh?n??sht? v?llimi q? do t? zinte nj? p?rb?r?s i gazit n?se presioni dhe temperatura e tij do t? ishin t? barabarta me presionin dhe temperatur?n e p?rzierjes.

P?r t? llogaritur v?llimin e reduktuar, ne shkruajm? dy ekuacione t? gjendjes i- Komponenti i saj:

Ekuacioni i par? lidhet me gjendjen e nj? komponenti t? gazit n? nj? p?rzierje kur ai ka nj? presion t? pjessh?m pi dhe z? v?llimin e plot? t? p?rzierjes, dhe ekuacioni i dyt? - n? gjendjen e reduktuar, kur presioni dhe temperatura e p?rb?r?sit jan? t? barabarta, si p?r p?rzierjen, R Dhe T. Nga ekuacionet rezulton se

Pasi kemi p?rmbledhur relacionin (2.2) p?r t? gjith? p?rb?r?sit e p?rzierjes, marrim, duke marr? parasysh ligjin e Dalton-it, prej nga. Fraksionet e v?llimit gjithashtu shpesh specifikohen si p?rqindje. P?r ajrin,.

Ndonj?her? ?sht? m? e p?rshtatshme t? specifikoni p?rb?rjen e nj? p?rzierjeje n? fraksione mole. Pjesa e nishanit quhet raporti i numrit t? nishaneve Ni t? komponentit n? fjal? ndaj numrit t? p?rgjithsh?m t? moleve t? p?rzierjes N.

L?reni p?rzierjen e gazit t? p?rb?het nga N1 nishanet e komponentit t? par?, N2 nishanet e komponentit t? dyt? etj. Numri i moleve t? p?rzierjes dhe fraksioni mol i p?rb?r?sit do t? jet? i barabart? me .

N? p?rputhje me ligjin e Avogadro-s, v?llimet e nj? moli t? ?do gazi jan? t? nj?jta R Dhe T, n? ve?anti, n? temperatur?n dhe presionin e p?rzierjes, n? gjendjen ideale t? gazit, e nj?jta gj?. Prandaj, v?llimi i reduktuar i ?do komponenti mund t? llogaritet si produkt i v?llimit t? nj? mol nga numri i moleve t? k?tij p?rb?r?si, d.m.th., dhe v?llimi i p?rzierjes - sipas formul?s. Pastaj , dhe, p?r rrjedhoj?, specifikimi i gazeve t? p?rzierjes n? fraksione mole ?sht? i barabart? me specifikimin e fraksioneve t? v?llimit t? tij.

Konstanta e gazit e nj? p?rzierje gazesh. Duke p?rmbledhur ekuacionet (2.1) p?r t? gjith? p?rb?r?sit e p?rzierjes, marrim . Duke marr? parasysh, ne mund t? shkruajm?

Energjia totale e nj? sistemi termodinamik ?sht? shuma e energjis? kinetike t? l?vizjes s? t? gjith? trupave t? p?rfshir? n? sistem, energjis? potenciale t? bashk?veprimit t? tyre me nj?ri-tjetrin dhe me trupat e jasht?m, si dhe energjin? q? p?rmbahet brenda trupave t? sistemit. N?se nga energjia totale zbresim energjin? kinetike, e cila karakterizon l?vizjen makroskopike t? sistemit n? t?r?si, dhe energjin? potenciale t? bashk?veprimit t? trupave t? tij me trupat makroskopik? t? jasht?m, at?her? pjesa e mbetur do t? p?rfaq?soj? energjin? e brendshme t? sistemit termodinamik. sistemi.
Energjia e brendshme e nj? sistemi termodinamik p?rfshin energjin? e l?vizjes mikroskopike dhe nd?rveprimin e grimcave t? sistemit, si dhe energjit? e tyre intramolekulare dhe intranukleare.
Energjia totale e sistemit (dhe, rrjedhimisht, energjia e brendshme), si dhe energjia potenciale e nj? trupi n? mekanik?, mund t? p?rcaktohet deri n? nj? konstante arbitrare. Prandaj, n?se mungon ndonj? l?vizje makroskopike n? sistem dhe nd?rveprimet e tij me trupat e jasht?m, mund t? marrim p?rb?r?sit "makroskopik?" t? energjive kinetike dhe potenciale t? barabarta me zero dhe t? konsiderojm? energjin? e brendshme t? sistemit t? barabart? me energjin? totale t? tij. Kjo situat? ndodh kur sistemi ?sht? n? nj? gjendje ekuilibri termodinamik.
Le t? prezantojm? nj? karakteristik? t? gjendjes s? ekuilibrit termodinamik - temperatur?s. Ky ?sht? emri i nj? sasie q? varet nga parametrat e gjendjes, p?r shembull, nga presioni dhe v?llimi i gazit dhe ?sht? nj? funksion i energjis? s? brendshme t? sistemit. Ky funksion zakonisht ka nj? var?si monotonike nga energjia e brendshme e sistemit, dometh?n? rritet me rritjen e energjis? s? brendshme.
Temperatura e sistemeve termodinamike n? gjendje ekuilibri ka k?to veti:
N?se dy sisteme termodinamike t? ekuilibrit jan? n? kontakt termik dhe kan? t? nj?jt?n temperatur?, at?her? sistemi i p?rgjithsh?m termodinamik ?sht? n? nj? gjendje ekuilibri termodinamik n? t? nj?jt?n temperatur?.
N?se ?do sistem termodinamik ekuilib?r ka t? nj?jt?n temperatur? si dy sisteme t? tjera, at?her? t? tre sistemet jan? n? ekuilib?r termodinamik n? t? nj?jt?n temperatur?.
K?shtu, temperatura ?sht? nj? mas? e gjendjes s? ekuilibrit termodinamik. P?r t? vendosur k?t? mas?, ?sht? e p?rshtatshme t? prezantohet koncepti i transferimit t? nxeht?sis?.
Transferimi i nxeht?sis? ?sht? transferimi i energjis? nga nj? trup n? tjetrin pa transferuar l?nd? ose pa kryer pun? mekanike.
N?se nuk ka transferim t? nxeht?sis? nd?rmjet trupave q? jan? n? kontakt termik me nj?ri-tjetrin, at?her? trupat kan? t? nj?jtat temperatura dhe jan? n? nj? gjendje ekuilibri termodinamik me nj?ri-tjetrin.
N?se n? nj? sistem t? izoluar t? p?rb?r? nga dy trupa, k?ta trupa jan? n? temperatura t? ndryshme, at?her? transferimi i nxeht?sis? do t? kryhet n? at? m?nyr? q? energjia t? transferohet nga trupi m? i nxeht? n? at? m? pak t? nxeht?. Ky proces do t? vazhdoj? derisa temperaturat e trupave t? jen? t? barabarta dhe nj? sistem i izoluar i dy trupave t? arrij? nj? gjendje ekuilibri termodinamik.
Q? t? ndodh? procesi i transferimit t? nxeht?sis?, ?sht? e nevojshme t? krijohen flukse nxeht?sie, dometh?n? k?rkohet nj? dalje nga gjendja e ekuilibrit termik. Prandaj, termodinamika e ekuilibrit nuk p?rshkruan procesin e transferimit t? nxeht?sis?, por vet?m rezultatin e tij - kalimin n? nj? gjendje t? re ekuilibri. Vet? procesi i transferimit t? nxeht?sis? p?rshkruhet n? kapitullin e gjasht?, kushtuar kinetik?s fizike.
Si p?rfundim, duhet theksuar se n?se nj? sistem termodinamik ka nj? temperatur? m? t? lart? se nj? tjet?r, at?her? ai nuk do t? ket? domosdoshm?risht energji m? t? madhe t? brendshme, pavar?sisht nga rritja e energjis? s? brendshme t? ?do sistemi me rritjen e temperatur?s s? tij. P?r shembull, nj? v?llim m? i madh uji mund t? ket? m? shum? energji t? brendshme, madje edhe n? nj? temperatur? m? t? ul?t, sesa nj? v?llim m? i vog?l uji. Megjithat?, n? k?t? rast, transferimi i nxeht?sis? (transferimi i energjis?) nuk do t? ndodh? nga nj? trup me energji m? t? madhe t? brendshme n? nj? trup me m? pak energji t? brendshme.

Le t? shqyrtojm? ve?orit? e sistemeve termodinamike. Zakonisht kuptohen si forma fizike makroskopike q? p?rb?hen nga nj? num?r i konsideruesh?m grimcash, t? cilat nuk n?nkuptojn? p?rdorimin e secil?s grimc? individuale p?r t? p?rshkruar karakteristikat makroskopike.

Nuk ka kufizime n? natyr?n e grimcave materiale q? jan? p?rb?r?sit p?rb?r?s t? sistemeve t? tilla. Ato mund t? paraqiten n? form?n e molekulave, atomeve, joneve, elektroneve, fotoneve.

Ve?orit?

Le t? analizojm? karakteristikat dalluese t? sistemeve termodinamike. Nj? shembull ?sht? ?do objekt q? mund t? v?zhgohet pa p?rdorimin e teleskop?ve ose mikroskop?ve. P?r t? dh?n? nj? p?rshkrim t? plot? t? nj? sistemi t? till?, zgjidhen detaje makroskopike, fal? t? cilave ?sht? e mundur t? p?rcaktohet v?llimi, presioni, temperatura, polarizimi elektrik, induksioni magnetik, p?rb?rja kimike dhe masa e p?rb?r?sve.

P?r ?do sistem termodinamik, ekzistojn? kufij t? kusht?zuar ose real q? i ndajn? ato nga mjedisi. N? vend t? k?saj, shpesh p?rdoret koncepti i nj? termostati, i karakterizuar nga nj? kapacitet kaq i lart? i nxeht?sis? q? n? rastin e shk?mbimit t? nxeht?sis? me sistemin e analizuar, treguesi i temperatur?s mbetet i pandryshuar.

Klasifikimi i sistemit

Le t? shqyrtojm? se cili ?sht? klasifikimi i sistemeve termodinamike. N? var?si t? natyr?s s? nd?rveprimit t? tij me mjedisin, ?sht? zakon t? dallohen:

• specie t? izoluara q? nuk shk?mbejn? as materie as energji me mjedisin e jasht?m;
• i izoluar adiabatikisht, duke mos shk?mbyer l?nd?n me mjedisin e jasht?m, por duke hyr? n? nj? shk?mbim pune ose energjie;
• N? sistemet e mbyllura termodinamike nuk ka shk?mbim t? l?nd?s, lejohen vet?m ndryshime n? vler?n e energjis?;
• sistemet e hapura karakterizohen nga transferimi i plot? i energjis? dhe materies;
• ato pjes?risht t? hapura mund t? ken? ndarje gjysm? t? p?rshkueshme, prandaj nuk marrin pjes? plot?sisht n? shk?mbimin e materialit.

N? var?si t? p?rshkrimit, parametrat e nj? sistemi termodinamik mund t? ndahen n? opsione komplekse dhe t? thjeshta.

Karakteristikat e sistemeve t? thjeshta

Sistemet e thjeshta quhen gjendje ekuilibri, gjendja fizike e t? cilave mund t? p?rcaktohet nga v?llimi, temperatura dhe presioni specifik. Shembuj t? sistemeve termodinamike t? k?tij lloji jan? trupat izotropik? q? kan? karakteristika t? barabarta n? drejtime dhe pika t? ndryshme. K?shtu, l?ngjet, substancat e gazta, l?nd?t e ngurta q? jan? n? nj? gjendje ekuilibri termodinamik nuk jan? t? ekspozuar ndaj forcave elektromagnetike dhe gravitacionale, tensionit sip?rfaq?sor dhe transformimeve kimike. Analiza e trupave t? thjesht? njihet n? termodinamik? si e r?nd?sishme dhe e r?nd?sishme nga pik?pamja praktike dhe teorike.

Energjia e brendshme e nj? sistemi termodinamik t? k?tij lloji ?sht? e lidhur me bot?n p?rreth. Gjat? p?rshkrimit, p?rdoret numri i grimcave dhe masa e substanc?s s? secilit p?rb?r?s individual.

Sisteme komplekse

Sistemet komplekse termodinamike p?rfshijn? sisteme termodinamike q? nuk p?rfshihen n? lloje t? thjeshta. P?r shembull, ato jan? magnete, dielektrik?, trupa elastik? t? ngurt?, superp?r?ues, nd?rfaqe fazore, rrezatim termik dhe sisteme elektrokimike. Si parametra t? p?rdorur p?r t'i p?rshkruar ato, ne v?rejm? elasticitetin e sust?s ose shufr?s, nd?rfaqen e faz?s dhe rrezatimin termik.

Nj? sistem fizik ?sht? nj? grup n? t? cilin nuk ka nd?rveprim kimik midis substancave brenda kufijve t? temperatur?s dhe presionit t? zgjedhur p?r k?rkime. Dhe sistemet kimike jan? ato opsione q? p?rfshijn? nd?rveprimin midis p?rb?r?sve t? tij individual?.

Energjia e brendshme e nj? sistemi termodinamik varet nga izolimi i tij nga bota e jashtme. P?r shembull, si nj? variant i nj? guask? adiabatike, mund t? imagjinohet nj? balon? Dewar. Karakteri homogjen manifestohet n? nj? sistem n? t? cilin t? gjith? p?rb?r?sit kan? veti t? ngjashme. Shembuj t? tyre jan? tret?sirat e gazta, t? ngurta dhe t? l?ng?ta. Nj? shembull tipik i nj? faze homogjene t? gazt? ?sht? atmosfera e Tok?s.

Ve?orit? e termodinamik?s

Ky seksion i shkenc?s merret me studimin e modeleve baz? t? proceseve q? lidhen me ?lirimin dhe thithjen e energjis?. Termodinamika kimike p?rfshin studimin e transformimeve t? nd?rsjella t? pjes?ve p?rb?r?se t? nj? sistemi, vendosjen e modeleve t? kalimit t? nj? lloji energjie n? nj? tjet?r n? kushte t? caktuara (presion, temperatur?, v?llim).

Sistemi q? ?sht? objekt i hulumtimit termodinamik mund t? p?rfaq?sohet n? form?n e ?do objekti natyror, duke p?rfshir? nj? num?r t? madh molekulash q? ndahen nga nj? nd?rfaqe me objekte t? tjera reale. Gjendja e nj? sistemi kuptohet si t?r?sia e vetive t? tij, t? cilat b?jn? t? mundur p?rcaktimin e tij nga pik?pamja e termodinamik?s.

konkluzioni

N? ?do sistem, v?rehet nj? kalim nga nj? lloj energjie n? tjetrin dhe vendoset ekuilibri termodinamik. Seksioni i fizik?s q? merret me studimin e detajuar t? transformimeve, ndryshimeve dhe ruajtjes s? energjis? ?sht? i nj? r?nd?sie t? ve?ant?. P?r shembull, n? kinetik?n kimike ?sht? e mundur jo vet?m t? p?rshkruhet gjendja e nj? sistemi, por edhe t? llogariten kushtet q? kontribuojn? n? zhvendosjen e tij n? drejtimin e d?shiruar.

Ligji i Hess, i cili lidh entalpin? dhe entropin? e transformimit n? shqyrtim, b?n t? mundur identifikimin e mund?sis? s? ndodhjes s? nj? reaksioni spontan dhe llogaritjen e sasis? s? nxeht?sis? s? ?liruar (p?rthithur) nga nj? sistem termodinamik.

Termokimia, e bazuar n? bazat e termodinamik?s, ka nj? r?nd?si praktike. Fal? k?tij seksioni t? kimis?, n? prodhim kryhen llogaritjet paraprake t? efikasitetit t? karburantit dhe mund?sia e futjes s? teknologjive t? caktuara n? prodhimin aktual. Informacioni i marr? nga termodinamika b?n t? mundur aplikimin e dukurive t? elasticitetit, termoelektricitetit, viskozitetit dhe magnetizimit p?r prodhimin industrial t? materialeve t? ndryshme.

Faqe 1

Nj? sistem termodinamik, si ?do sistem tjet?r fizik, ka nj? sasi t? caktuar energjie, e cila zakonisht quhet energji e brendshme e sistemit.

Nj? sistem termodinamik quhet i izoluar n?se nuk mund t? shk?mbej? as energji dhe as l?nd? me mjedisin e jasht?m. Nj? shembull i nj? sistemi t? till? ?sht? nj? gaz i mbyllur n? nj? en? me v?llim konstant. Nj? sistem termodinamik quhet adiabatik n?se nuk mund t? shk?mbej? energji me sisteme t? tjera me an? t? shk?mbimit t? nxeht?sis?.

Nj? sistem termodinamik ?sht? nj? grup trupash q?, n? nj? shkall? ose n? nj? tjet?r, mund t? shk?mbejn? energji dhe l?nd? midis tyre dhe mjedisit.

Sistemet termodinamike ndahen n? t? mbyllura, t? cilat nuk shk?mbejn? l?nd?n me sisteme t? tjera dhe t? hapura, t? cilat shk?mbejn? l?nd?n dhe energjin? me sisteme t? tjera. N? rastet kur nj? sistem nuk shk?mben energji dhe l?nd? me sisteme t? tjera, ai quhet i izoluar, dhe kur nuk ka shk?mbim nxeht?sie, sistemi quhet adiabatik.

Sistemet termodinamike mund t? p?rb?hen nga p?rzierje t? substancave t? pastra. Nj? p?rzierje (tret?sir?) quhet homogjene kur p?rb?rja kimike dhe vetit? fizike n? ?do grimc? t? vog?l jan? t? nj?jta ose ndryshojn? vazhdimisht nga nj? pik? e sistemit n? tjetr?n. Dend?sia, presioni dhe temperatura e nj? p?rzierjeje homogjene jan? identike n? ?do pik?. Nj? shembull i nj? sistemi homogjen ?sht? nj? v?llim i caktuar uji, p?rb?rja kimike e t? cilit ?sht? e nj?jt?, por vetit? fizike ndryshojn? nga nj? pik? n? tjetr?n.

Nj? sistem termodinamik me nj? raport t? caktuar sasior t? p?rb?r?sve quhet nj? sistem i vet?m fiziko-kimik.

Sistemet termodinamike (trupat makroskopik?), s? bashku me energjin? mekanike E, kan? edhe energji t? brendshme U, e cila varet nga temperatura, v?llimi, presioni dhe parametrat e tjer? termodinamik?.

Nj? sistem termodinamik quhet jo i izoluar, ose i hapur, n?se ai mund t? marr? ose l?shoj? nxeht?si n? mjedis dhe t? prodhoj? pun?, dhe mjedisi i jasht?m mund t? kryej? pun? n? sistem. Nj? sistem ?sht? i izoluar, ose i mbyllur, n?se nuk shk?mben nxeht?si me mjedisin dhe ndryshimi i presionit brenda sistemit nuk ndikon n? mjedis dhe ky i fundit nuk mund t? kryej? pun? n? sistem.

Sistemet termodinamike p?rb?hen nga nj? num?r statistikisht i madh grimcash.

N? kushte t? caktuara t? jashtme, nj? sistem termodinamik (ose nj? sistem i izoluar) vjen n? nj? gjendje t? karakterizuar nga q?ndrueshm?ria e parametrave t? tij me kalimin e koh?s dhe mungesa e rrjedhave t? materies dhe nxeht?sis? n? sistem. Kjo gjendje e sistemit quhet ekuilib?r ose gjendje ekuilibri. Sistemi nuk mund t? dal? spontanisht nga kjo gjendje. Gjendja e nj? sistemi n? t? cilin nuk ka ekuilib?r quhet jo ekuilib?r. Procesi i nj? kalimi gradual t? nj? sistemi nga nj? gjendje joekuilibri i shkaktuar nga ndikimet e jashtme n? nj? gjendje ekuilibri quhet relaksim, dhe periudha kohore q? sistemi t? kthehet n? nj? gjendje ekuilibri quhet koh? relaksimi.

N? k?t? rast, sistemi termodinamik kryen pun? t? zgjerimit duke reduktuar energjin? e brendshme t? sistemit.

Nj? sistem termodinamik ?sht? nj? objekt studimi n? termodinamik? dhe ?sht? nj? grup trupash q? nd?rveprojn? energjikisht me nj?ri-tjetrin dhe mjedisin dhe shk?mbejn? l?nd?n me t?.

Nj? sistem termodinamik, i l?n? n? vetvete n? kushte t? jashtme konstante, vjen n? nj? gjendje ekuilibri, i karakterizuar nga q?ndrueshm?ria e t? gjith? parametrave dhe mungesa e l?vizjeve makroskopike. Kjo gjendje e sistemit quhet gjendje e ekuilibrit termodinamik.

Nj? sistem termodinamik karakterizohet nga nj? num?r i kufizuar i ndryshoreve t? pavarura - madh?si makroskopike t? quajtura parametra termodinamik?. Nj? nga parametrat e pavarur makroskopik? t? nj? sistemi termodinamik, q? e dallon at? nga ai mekanik, ?sht? temperatura si mas? e intensitetit t? l?vizjes termike. Temperatura e trupit mund t? ndryshoj? p?r shkak t? shk?mbimit t? nxeht?sis? me mjedisin dhe veprimit t? burimeve t? nxeht?sis? dhe si rezultat i vet? procesit t? deformimit. Marr?dh?nia midis deformimit dhe temperatur?s p?rcaktohet duke p?rdorur termodinamik?n.

Sistemi termodinamik- kjo ?sht? nj? pjes? e bot?s materiale, e ndar? nga mjedisi me kufij real? ose imagjinar? dhe ?sht? objekt studimi i termodinamik?s. Mjedisi ?sht? shum? m? i madh n? v?llim, dhe p?r k?t? arsye ndryshimet n? t? jan? t? par?nd?sishme n? krahasim me ndryshimet n? gjendjen e sistemit. Ndryshe nga sistemet mekanike, t? cilat p?rb?hen nga nj? ose disa trupa, nj? sistem termodinamik p?rmban nj? num?r shum? t? madh grimcash, t? cilat lindin veti krejt?sisht t? reja dhe k?rkojn? qasje t? ndryshme p?r t? p?rshkruar gjendjen dhe sjelljen e sistemeve t? tilla. Sistemi termodinamik ?sht? objekt makroskopik.

Klasifikimi i sistemeve termodinamike

1. Sipas p?rb?rjes

Nj? sistem termodinamik p?rb?het nga komponent?. Komponenti - ?sht? nj? substanc? q? mund t? izolohet nga sistemi dhe t? ekzistoj? jasht? tij, d.m.th. komponent?t jan? substanca t? pavarura.

Nj?komponent?sh.

Dy komponent?, ose binare.

Tre komponent? - trefisht?.

Shum?komponent.

2. Sipas p?rb?rjes fazore– homogjene dhe heterogjene

Homogjene sistemet kan? t? nj?jtat veti makroskopike n? ?do pik? t? sistemit, kryesisht temperatur?n, presionin, p?rqendrimin, si dhe shum? t? tjera, p?r shembull, indeksin e thyerjes, konstant?n dielektrike, struktur?n kristalore, etj. Sistemet homogjene p?rb?hen nga nj? faz? e vetme.

Faza?sht? nj? pjes? homogjene e sistemit, e ndar? nga fazat e tjera nga nj? nd?rfaqe dhe e karakterizuar nga ekuacioni i vet i gjendjes. Faza dhe gjendja e grumbullimit jan? koncepte t? mbivendosura, por jo identike. Ekzistojn? vet?m 4 gjendje grumbullimi; mund t? ket? shum? faza t? tjera.

Heterogjene sistemet p?rb?hen nga t? pakt?n dy faza.

3. Sipas llojit t? marr?dh?nies me mjedisin(sipas mund?sive t? shk?mbimit me mjedisin).

I izoluar sistemi nuk shk?mben as energji dhe as l?nd? me mjedisin. Ky ?sht? nj? sistem i idealizuar, i cili, n? parim, nuk mund t? studiohet eksperimentalisht.

Mbyllur sistemi mund t? shk?mbej? energji me mjedisin, por nuk shk?mben materie.

Hapur sistemi shk?mben energji dhe l?nd?

Gjendja TDS

Gjendja TDS?sht? t?r?sia e t? gjitha vetive t? tij makroskopike t? matshme, t? cilat p?r k?t? arsye kan? nj? shprehje sasiore. Natyra makroskopike e vetive do t? thot? se ato mund t'i atribuohen vet?m sistemit n? t?r?si, dhe jo grimcave individuale q? p?rb?jn? struktur?n e ngusht? binare (T, p, V, c, U, n k). Karakteristikat sasiore t? shtetit jan? t? nd?rlidhura. Prandaj, ekziston nj? grup minimal i karakteristikave t? sistemit t? quajtur parametrave , specifikimi i t? cilit na lejon t? p?rshkruajm? plot?sisht vetit? e sistemit. Numri i k?tyre parametrave varet nga lloji i sistemit. N? rastin m? t? thjesht?, p?r nj? sistem t? mbyllur gazi homogjen n? gjendje ekuilibri, mjafton t? vendosni vet?m 2 parametra. P?r nj? sistem t? hapur, p?rve? k?tyre 2 karakteristikave t? sistemit, ?sht? e nevojshme t? specifikohet numri i moleve t? secilit komponent.

Variablat termodinamik? ndahen n?:

- e jashtme, t? cilat p?rcaktohen nga vetit? dhe koordinatat e sistemit n? mjedis dhe varen nga kontaktet e sistemit me mjedisin, p?r shembull, masa dhe numri i komponent?ve, forca e fush?s elektrike, numri i variablave t? till? ?sht? i kufizuar;

- e brendshme, t? cilat karakterizojn? vetit? e sistemit, p?r shembull, dend?sia, energjia e brendshme, numri i parametrave t? till? ?sht? i pakufizuar;

- i gjer?, t? cilat jan? drejtp?rdrejt proporcionale me mas?n e sistemit ose numrin e grimcave, p?r shembull, v?llimi, energjia, entropia, kapaciteti i nxeht?sis?;

-intensive, t? cilat nuk varen nga masa e sistemit, p?r shembull, temperatura, presioni.

Parametrat TDS lidhen me nj?ri-tjetrin nga nj? marr?dh?nie e quajtur gjendjen e ekuacionit sistemeve. Pamje e p?rgjithshme e saj f(p, V , T)= 0. Nj? nga detyrat m? t? r?nd?sishme t? FH ?sht? gjetja e ekuacionit t? gjendjes s? ?do sistemi. Deri m? tani, ekuacioni i sakt? i gjendjes ?sht? i njohur vet?m p?r gazet ideale (ekuacioni Clapeyron-Mendeleev).

pV = nRT, ( 1.1)

Ku R– konstanta universale e gazit = 8.314 J/(mol.K).

[p] = Pa, 1 atm = 1,013*10 5 Pa = 760 mm Hg,

[V] = m3, [T] = K, [n] = mol, N = 6,02*1023 mol-1. Gazet reale p?rshkruhen vet?m p?raf?rsisht nga ky ekuacion, dhe sa m? i lart? t? jet? presioni dhe m? i ul?t temperatura, aq m? i madh ?sht? devijimi nga ky ekuacion i gjendjes.

T? dalloj? ekuilibri Dhe joekuilibri gjendjen e TDS.

Termodinamika klasike zakonisht kufizohet n? marrjen n? konsiderat? t? gjendjeve t? ekuilibrit t? sistemeve binare t? af?rta. Ekuilibri - kjo ?sht? gjendja n? t? cil?n TDS vjen spontanisht dhe n? t? cil?n mund t? ekzistoj? pafund?sisht n? munges? t? ndikimeve t? jashtme. P?r t? p?rcaktuar gjendjen e ekuilibrit, k?rkohet gjithmon? nj? num?r m? i vog?l parametrash se sa p?r sistemet jo ekuilib?r.

Gjendja e ekuilibrit ndahet n?:

- t? q?ndrueshme gjendja (e q?ndrueshme) n? t? cil?n ?do ndikim infinitimal shkakton vet?m nj? ndryshim infinitimal n? gjendje, dhe kur ky ndikim eliminohet, sistemi kthehet n? gjendjen e tij origjinale;

- metastabile nj? gjendje n? t? cil?n disa ndikime p?rfundimtare shkaktojn? ndryshime p?rfundimtare n? gjendje q? nuk zhduken kur k?to ndikime eliminohen.

Nj? ndryshim n? gjendjen e nj? sistemi me trup t? ngusht? i shoq?ruar me nj? ndryshim n? t? pakt?n nj? nga ndryshoret e tij termodinamike quhet procesi termodinamik. Nj? ve?ori e p?rshkrimit t? proceseve termodinamike ?sht? se ato karakterizohen jo nga ritmet e ndryshimit t? vetive, por nga madh?sia e ndryshimeve. Nj? proces n? termodinamik? ?sht? nj? sekuenc? e gjendjeve t? nj? sistemi q? ?on nga grupi fillestar i parametrave termodinamik? n? at? p?rfundimtar. Dallohen proceset termodinamike t? m?poshtme:

- spontane, p?r zbatimin e t? cilave nuk keni nevoj? t? shpenzoni energji;

- jo spontane, ndodh vet?m kur harxhohet energjia;

- e pakthyeshme(ose jo ekuilib?r) - kur si rezultat i procesit ?sht? e pamundur t? kthehet sistemi n? gjendjen e tij origjinale.

-e kthyeshme - k?to jan? procese t? idealizuara q? kalojn? p?rpara dhe prapa n?p?r t? nj?jtat gjendje t? nd?rmjetme dhe pas p?rfundimit t? ciklit nuk v?rehen ndryshime as n? sistem dhe as n? mjedis.

Funksionet e statusit– k?to jan? karakteristika t? sistemit q? varen vet?m nga parametrat e gjendjes, por nuk varen nga m?nyra e arritjes s? tij.

Funksionet e shtetit karakterizohen nga vetit? e m?poshtme:

Ndryshimi infinit i vog?l i funksionit f?sht? nj? diferencial total df;

Ndryshimi i funksionit me kalimin nga gjendja 1 n? gjendjen 2 p?rcaktohet vet?m nga k?to gjendje ? df = f 2 – f 1

Si rezultat i ndonj? procesi ciklik, funksioni shtet?ror nuk ndryshon, d.m.th. e barabart? me zero.

Nxeht?sia dhe puna– metodat e shk?mbimit t? energjis? nd?rmjet RDS dhe mjedisit. Nxeht?sia dhe puna jan? karakteristika t? nj? procesi; ato nuk jan? funksione t? shtetit.

Pun?- nj? form? e shk?mbimit t? energjis? n? nivel makroskopik kur ndodh l?vizja e drejtuar e nj? objekti. Puna konsiderohet pozitive n?se kryhet nga sistemi kund?r forcave t? jashtme.

Nxeht?sia– nj? form? e shk?mbimit t? energjis? n? nivel mikroskopik, d.m.th. n? form?n e nj? ndryshimi n? l?vizjen kaotike t? molekulave. N? p?rgjith?si pranohet se nxeht?sia e marr? nga sistemi dhe puna e b?r? n? t? jan? pozitive, d.m.th. funksionon “parimi egoist”. .

Nj?sit? m? t? p?rdorura t? energjis? dhe pun?s, ve?an?risht n? termodinamik?, jan? SI joule (J) dhe nj?sia josistematike e kalorive (1 cal = 4,18 J).

N? var?si t? natyr?s s? objektit, dallohen lloje t? ndryshme t? pun?s:

1. Mekanike - l?vizja e trupit

dA lesh = - F ex dl.(2.1)

Puna ?sht? prodhim skalar i 2 vektor?ve t? forc?s dhe zhvendosjes, d.m.th.

|dA lesh | = F dl cosa. N?se drejtimi i forc?s s? jashtme ?sht? i kund?rt me l?vizjen q? kryejn? forcat e brendshme, at?her? cosa < 0.

2. Operacioni i zgjatjes (Zgjerimi i gazit konsiderohet m? shpesh)

dA = - p dV (1.7)

Megjithat?, duhet pasur parasysh se kjo shprehje ?sht? e vlefshme vet?m p?r nj? proces t? kthyesh?m.

3. Elektrike – l?vizja e ngarkesave elektrike

dA el = -jdq,(2.2)

Ku j- potencial elektrik.

4. Sip?rfaq?sore - ndryshimi i sip?rfaqes,

dA sip?rfaqe = -sdS,(2.3)

Ku s- tensioni sip?rfaq?sor.

5. Shprehje e p?rgjithshme p?r pun?

dA = - Ydx,(2.4)

Y- forc? e p?rgjith?suar, dx- koordinata e p?rgjith?suar, k?shtu q? puna mund t? konsiderohet si produkt i nj? faktori intensiv dhe i nj? ndryshimi n? nj? faktor ekstensiv.

6. Quhen t? gjitha llojet e pun?ve, p?rve? pun?s s? zgjerimit t? dobishme puna (dA'). dA = рdV + dА’ (2.5)

7. P?r analogji, ne mund t? prezantojm? konceptin kimike punoni kur l?vizni n? drejtim k- substanca kimike, n k– veti e gjer?, nd?rsa parametri intensiv m k quhet potencial kimik k-th substanc?

dA kimike = -Sm k dn k. (2.6)

Sistemi termodinamik?sht? nj? proces ose medium q? p?rdoret n? analiz?n e transferimit t? energjis?. Sistemi termodinamik?sht? ?do zon? ose hap?sir? e kufizuar nga kufijt? aktual? ose imagjinar? t? zgjedhur p?r analiz?n e energjis? dhe transformimin e saj. Kufijt? e saj mund t? jen? i pal?vizsh?m ose celular.

Nj? gaz n? nj? en? metalike ?sht? nj? shembull i nj? sistemi me kufij fiks. N?se ?sht? e nevojshme t? analizohet gazi n? nj? cilind?r, at?her? muret e anijes jan? kufij t? fiksuar. N?se d?shironi t? analizoni ajrin n? nj? tullumbace, sip?rfaqja e balon?s ?sht? nj? kufi n? l?vizje. N?se ngrohni ajrin n? nj? tullumbace, muret elastike t? balon?s shtrihen dhe kufiri i sistemit ndryshon nd?rsa gazi zgjerohet.

Hap?sira ngjitur me kufirin quhet mjedis. T? gjith? kan? sistemet termodinamike ka nj? mjedis q? mund t? jet? burim ose ta largoj? at?. Mjedisi gjithashtu mund t? punoj? n? sistem ose t? p?rjetoj? funksionimin e sistemit.

Sistemet mund t? jen? t? m?dha ose t? vogla, n? var?si t? kufijve. P?r shembull, sistemi mund t? mbuloj? t? gjith? sistemin e ftohjes ose gazin n? nj? nga cilindrat e kompresorit. Mund t? ekzistoj? n? vakum ose mund t? p?rmbaj? disa faza t? nj? ose m? shum? substancave. Prandaj, sistemet aktuale mund t? p?rmbajn? aj?r t? that? dhe (dy substanca) ose uj? dhe avujt e ujit(dy faza t? s? nj?jt?s substanc?). Nj? sistem homogjen p?rb?het nga nj? substanc?, nj? nga fazat e tij ose nj? p?rzierje homogjene e disa p?rb?r?sve.

Ka sisteme mbyllur ose hapur. N? nj? t? mbyllur, vet?m energjia i kalon kufijt? e saj. Rrjedhimisht, nxeht?sia mund t? l?viz? p?rtej kufijve t? nj? sistemi t? mbyllur n? mjedis ose nga mjedisi n? sistem.

N? nj? sistem t? hapur, energjia dhe masa mund t? transferohen nga sistemi n? t? mes?m dhe prapa. Kur analizohen pompat dhe shk?mbyesit e nxeht?sis?, ?sht? i nevojsh?m nj? sistem i hapur sepse l?ngjet duhet t? kalojn? kufijt? gjat? analiz?s. N?se rrjedha masive e nj? sistemi t? hapur ?sht? e q?ndrueshme dhe uniforme, at?her? ai quhet nj? sistem i hapur me rrjedhje konstante. Rrjedha masive tregon n?se ?sht? e hapur apo e mbyllur.

Shtetit sistemi termodinamik p?rcaktohet nga vetit? fizike t? nj? l?nde. Temperatura, presioni, v?llimi, energjia e brendshme dhe entropia jan? veti q? p?rcaktojn? gjendjen n? t? cil?n ekziston nj? substanc?. Meqen?se gjendja e nj? sistemi ?sht? nj? gjendje ekuilibri, ajo mund t? p?rcaktohet vet?m kur vetit? e sistemit stabilizohen dhe nuk ndryshojn? m?.

Me fjal? t? tjera, gjendja e nj? sistemi mund t? p?rshkruhet kur ai ?sht? n? ekuilib?r me mjedisin e tij.